Jak zapamiętujemy i poznajemy?

Niepamięć wsteczna stanowiła do tej pory dla badaczy zagadkę. Nie było wiadomo, czy jest ona spowodowana uszkodzeniem zaburzającym przechowywanie śladów pamięciowych w mózgu, czy raczej „blokadą” dostępu do informacji, które dalej były przechowywane. Nowe badania rzuciły wiecej światła na to zagadnienie. Badacze z Massachusettes Instutute of Technology odkryli obecność w hipokampie mózgu tak zwanych 'engram cells’- czyli komórek przechowujących ślady pamięciowe.
Grupa doktora Tonegawy pracowała od 2012 nad poznaniem tych mechanizmów. Wykorzystano w tym celu technikę optogenetyki. Polega ona na wprowadzaniu do neuronów białek wywołujących ich aktywację pod wpływem światła.

Po potwierdzeniu istnienia w hipokampie komórek przechowujących ślady pamięciowe, naukowcy postanowili zbadać, czy zachodzą w nich rownież procesy integracji wspomnień. Dzięki nim czując  znajomy zapach albo przedmiot jesteśmy w stanie przywołać związane z nim wspomnienia. Proces ten nosi nazwę potencjalizacji długoterminowej i polega na wzmacnianiu połączeń synaptycznych między neuronami. Grupie doktora Tonegawy udało sie dowieść, że proces taki rzeczywiście zachodzi między 'engram cells'.

Następnym krokiem była chęć zbadania co dzieje się, gdy proces integracji wspomnień- czyli wzmacnianie synaptyczne- zostanie zaburzony. W tym celu użyto białka anizomycyny, którym blokowano wzmacnianie tuż po pokazaniu myszom nowej rzeczy, stającej się nowym wspomnieniem.

Gdy dzień później badacze chcieli wywołać u myszy wspomnienie - nie było to możliwe. Neurony na których było oni "zapisane" istniały - ale przez brak wzmocnień synaptycznych myszy nie mogły go przywołać.  Gdy jednak wznowiono proces tworzenia wzmocnień synaptycznych, uaktywniając neurony za pomocą optogenetyki- wspomnienia powracały.

"Kiedy badaliśmy przywoływanie wspomnień za pomocą naturalnych bodźców u myszy, którym podano anizomycynę, miały amnezję, nie udało się wywołać wspomnień. Ale kiedy skierujemy się bezpośrednio do komórek przechowujących ślady pamięciowe i zaktywujemy je za pomocą światła, można przywrócić pamięć, pomimo faktu, że nie zachodzi długoterminowa potencjalizacja wspomnień " podsumowuje pracę doktor Tonegawa

Źródło: Tomás J. Ryan, Dheeraj S. Roy, Michele Pignatelli, Autumn Arons, and Susumu Tonegawa. Engram cells retain memory under retrograde amnesia. Science, 29 May 2015: 1007-1013 DOI: 10.1126/science.aaa5542